Unterrichtsmaterialien

Die hier angebotenen Unterrichtsmaterialien sind in Zusammenarbeit mit dem Sonderforschungsbereich 1633 zum protonengekoppelten Elektronentransfer entstanden und ermöglichen es, Themen aktueller Grundlagenforschung in den Chemieunterricht zu integrieren. Zur Zeit sind Materialien zum Thema der elektrochemischen Kohlenstoffdioxid-Reduktion im Kontext protonengekoppelter Elektronentransfers sowie zur Anwendung von Pourbaix-Diagrammen zur Visualisierung pH-abhängiger Redoxpotentiale verfügbar.

Kohlenstoffdioxid elektrochemisch nutzbar machen

Kohlenstoffdioxid stelt das wichtigste Treibhausgas dar und auch abseits der energetischen Nutzung fossiler Brennstoffe lassen sich entsprechende Emissionen nicht immer vermeiden. In der Zeitschrift Naturwissenschaften im Unterricht Chemie (NiU Chemie) des Friedrich-Verlags stellen wir dazu in Ausgabe 206 einen Unterrichtsgang vor, der verschiedene Aspekte der Nutzbarmachung von Kohlenstoffdioxid durch elektrochemische Reduktion thematisiert. Den detaillierten Ablaufplan sowieso Arbeitsmaterialien und Musterlösungen aus diesem Artikel finden Sie hier zum kostenfreien Download:

Detaillierter Unterrichtsverlaufsplan (PDF)

Arbeitsblatt 1 - Protonengekoppelter Elektronentransfer (PDF)

Arbeitsblatt 2 - Elektrochemische CO2-Reduktion (PDF)

Arbeitsblatt 3 - Versuchsanleitungen (PDF)

Arbeitsblatt 4 - Nachweis der Ameisensäure (PDF)

Arbeitsblatt 5 - Grüne Chemie (PDF)

Musterlösungen der Arbeitsblätter (PDF)

Pourbaix-Diagramme zur Visualisierung des pH-abhängigen Redoxpotentials

Pourbaix-Diagramme stellen eine graphische Repräsentation der pH-Abhängigkeit des Redoxpotentiale in einem gegebenen System dar und kombinieren mit Säure/Base- und Redox-Chemie die beiden wichtigsten Anwendungsfälle des Donator-Akzeptor-Konzepts. Sie können im Chemieunterricht in der Sekundarstufe II eingesetzt werden, um die pH-Abhängigkeit von Redoxpotentialen zu thematisieren ohne rechnerisch mit der Nernst'schen Gleichung zu argumentieren. Zugleich ermöglichen Pourbaix-Diagramme die Vorhersage von Reaktionen, die im Chemieunterricht oftmals durchgeführt werden (beispielsweise der Einsatz von KMnO₄ als Oxidationsmittel, was je nach pH-Bedingungen zu Mn²⁺ oder MnO₂ führt) und bieten die Gelegenheit, das Alltagsphänomen der Korrosion anschaulich zu beschreiben.

Wir bieten Ihnen hier Unterrichtsmaterialien (Arbeitsblätter und Musterlösungen für den Leistungskurs Chemie) kostenfrei zum Download an, die Ihrer Lerngruppe einen innovativen Zugang zur Kombination von Säure/Base- und Redoxreaktionen ermöglichen.

Aufgabenblatt 1 - Redoxpotential und pH-Wert (PDF)

Aufgabenblatt 1 - Redoxpotential und pH-Wert - Musterlösung (PDF)

Aufgabenblatt 2 - Stabilitätsbereiche (PDF)

Aufgabenblatt 2 - Stabilitätsbereiche - Musterlösung (PDF)

Aufgabenblatt 3 - Gleichgewichtslinien (PDF)

Aufgabenblatt 3 - Gleichgewichtslinien - Musterlösung (PDF)

Aufgabenblatt 4 - Löslichkeitsprodukt im Pourbaix-Diagramm (PDF)

Aufgabenblatt 4 - Löslichkeitsprodukt im Pourbaix-Diagramm - Musterlösung (PDF)

Aufgabenblatt 5 - Horizontale Gleichgewichtslinien im Pourbaix-Diagramm (PDF)

Aufgabenblatt 5 - Horizontale Gleichgewichtslinien im Pourbaix-Diagramm - Musterlösung (PDF)

Aufgabenblatt 6 - Diagonale Gleichgewichtslinien (PDF)

Aufgabenblatt 6 - Diagonale Gleichgewichtslinien - Musterlösung (PDF)